基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配式建筑質(zhì)量與安全管理分析

孫 浩 王 勝

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

20世紀90年代，我國首次出現(xiàn)了裝配式建筑，它具有質(zhì)量可控、施工耗損小、施工周期短等優(yōu)點，為建筑業(yè)開辟了一條可持續(xù)發(fā)展的道路。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，各行各業(yè)都迎來了一股革新的浪潮，裝配式建筑行業(yè)需要與物聯(lián)網(wǎng)深度融合，實現(xiàn)生產(chǎn)與安全管理的變革。例如，利用RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可提供裝配式建筑施工安全管理的應(yīng)用案例，為安全管理提供保障。為了保證裝配式建筑質(zhì)量，必須重視RFID技術(shù)與BIM技術(shù)的應(yīng)用，及時了解應(yīng)用效果，深入研究應(yīng)用中存在的問題。從市場發(fā)展的角度看，許多新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還不夠成熟，需要突破多方面的限制，確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)價值最大化。例如，利用BIM技術(shù)可為建筑質(zhì)量測試、建筑安全管理提供穩(wěn)定數(shù)據(jù)，促進建筑業(yè)快速完成轉(zhuǎn)型，建筑行業(yè)需要借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)信息化，實現(xiàn)施工安全管理環(huán)節(jié)快速通信，從而保證施工的有序性，為現(xiàn)場安全提供有力保障。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物，得到了各行各業(yè)的廣泛認可。物聯(lián)網(wǎng)定義呈多元化特點，目前，認同程度較高的概念是：以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，配合無線通信技術(shù)及多種硬件設(shè)備，實現(xiàn)萬物互聯(lián)，將軟件和硬件結(jié)合使用，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與物體的互聯(lián)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中，若要實現(xiàn)快速的信息通信與數(shù)據(jù)交換，必須得到硬件與軟件的支持，對硬件系統(tǒng)進行定位與跟蹤，利用軟件系統(tǒng)進行監(jiān)測與管理。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)生產(chǎn)和作業(yè)，而不需要操作人員的干預(yù)。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)架

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)架主要包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。應(yīng)用層主要為用戶使用提供便利條件，建立應(yīng)用層需要了解用戶的需求，通過硬件和軟件結(jié)合實現(xiàn)智能化應(yīng)用，為數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)的控制與監(jiān)控提供基礎(chǔ)條件。應(yīng)用層的主要作用是處理網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人與物體、設(shè)備的交互，是物聯(lián)網(wǎng)特性的具體表現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)層主要包括無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)，有線網(wǎng)和無線網(wǎng)運行中需要得到處理單元的支持，處理單元主要負責(zé)網(wǎng)絡(luò)傳輸，快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。只有在數(shù)據(jù)進入通信網(wǎng)絡(luò)和小型局域網(wǎng)后，才能創(chuàng)造良好的網(wǎng)絡(luò)使用條件。感知層主要由傳感網(wǎng)關(guān)與各種硬件傳感器組成，感知層的主要作用是合理分析外部環(huán)境，識別外部物體及危險因素。物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架中的感知層相當于人的神經(jīng)，能將電能轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，再通過藍牙或其他傳輸技術(shù)完成傳輸。

1.3 RFID技術(shù)

RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要應(yīng)用之一，它具有自動識別功能，主要是通過發(fā)出射頻信號來完成目標分析，從而獲取大量數(shù)據(jù)。RFID硬件系統(tǒng)主要包括閱讀器和電子標簽，每一個程序都有相應(yīng)的編碼，通過編碼識別系統(tǒng)，閱讀器還能在識別標簽后獲取重要信息，閱讀器主要通過天線完成射頻信號分析。RFID技術(shù)的應(yīng)用給物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)帶來了多種物體生命，從而更好地服務(wù)用戶。RFID技術(shù)具有讀取、識別功能，通過安裝傳感器設(shè)備完成無線傳輸，系統(tǒng)無需任何標識即可創(chuàng)建標簽，整個操作流程具有便捷性特點，也不會出現(xiàn)人力資源耗損等問題。該技術(shù)能夠適應(yīng)多種工作環(huán)境，將RFID技術(shù)與通信技術(shù)融合，在固定范圍內(nèi)實現(xiàn)信息共享，充分發(fā)揮系統(tǒng)的功能。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量與安全管理中的應(yīng)用

2.1 安全管理控制重點分析

裝配式建筑需要在初始階段制作預(yù)制構(gòu)件，然后再進行設(shè)備現(xiàn)場運輸，安全管理上要明確控制重點，逐步優(yōu)化現(xiàn)場工作細節(jié)，按照安全施工標準完成預(yù)制構(gòu)件裝載與存放，針對人力資源和安全施工等角度進行分析，提高施工效率。

2.1.1 卸載環(huán)節(jié)

在卸載預(yù)制構(gòu)件時，必須明確安全控制點，合理調(diào)配專職施工人員，不斷提高施工水平。預(yù)制構(gòu)件自重大、占地面積大，施工過程中可能會對施工人員的安全造成威脅，因此，必須采取合理的措施消除影響施工人員安全的因素。為了逐步降低施工風(fēng)險，要求施工人員具備良好的作業(yè)能力，定期檢修預(yù)制構(gòu)件，根據(jù)現(xiàn)場施工條件制定和完善檢修制度，在施工現(xiàn)場立警示牌，最終達到安全施工的目標。

2.1.2 存放與安裝環(huán)節(jié)

在預(yù)制構(gòu)件存放過程中，要時刻進行監(jiān)督和管理，并從施工安全的角度合理控制施工成本。施工過程中也要注意防止人為因素和操作不當造成的事故。預(yù)制構(gòu)件的存放、安裝要安排專業(yè)施工人員監(jiān)督管理，合理排布監(jiān)管時間，保證預(yù)制構(gòu)件的安全。合理安排預(yù)制構(gòu)件的存放環(huán)境，預(yù)防出現(xiàn)設(shè)備多次搬運等問題，逐漸降低施工風(fēng)險，提高施工效率和質(zhì)量。無關(guān)人員不得長時間停留在材料存放現(xiàn)場，減少安全事故發(fā)生。

2.1.3 人員安全控制環(huán)節(jié)

關(guān)注人員安全控制點，在裝配式安全管理中，施工人員個人素質(zhì)存在差異，為了解決人員方面的問題，需要定期對施工人員進行網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，使其具備安全意識，建立安全管理流程。在施工初始階段，要對施工人員進行安全教育，落實各項基礎(chǔ)安全措施，施工人員必須嚴格按照安全標準執(zhí)行。施工現(xiàn)場應(yīng)明確施工定位，防止高危作業(yè)行為發(fā)生，無關(guān)人員應(yīng)及時退出施工現(xiàn)場，每位施工人員應(yīng)配備相應(yīng)安全措施，提高施工安全效果。每一位進入施工現(xiàn)場的施工人員都必須具備合格的資質(zhì)證書，確保能夠按照標準要求完成施工作業(yè)，尤其是在危險施工環(huán)節(jié)，嚴禁違規(guī)操作。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量與安全管理中的應(yīng)用

裝配式建筑安全管理系統(tǒng)主要分為信息采集模塊和處理模塊，并借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮出系統(tǒng)模塊的全部功能。在構(gòu)建系統(tǒng)模塊時，需要利用RFID無線傳輸技術(shù)快速分析對象，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，明確現(xiàn)場施工條件和施工位置信息，通過傳感器對現(xiàn)場施工情況進行對比，判斷施工過程中是否存在危險因素。在系統(tǒng)分析中若出現(xiàn)危險區(qū)域，系統(tǒng)會發(fā)出警報，同時及時糾正現(xiàn)場施工人員的違規(guī)行為。

2.2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件處理過程中的應(yīng)用

利用RFID技術(shù)可以完成設(shè)備進場和儲存等環(huán)節(jié)的監(jiān)控。預(yù)制構(gòu)件施工對施工技術(shù)和安全管理的要求比較高，移動設(shè)備時要注意多方面的細節(jié)，施工人員要充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，認真考慮設(shè)備搬運過程中可能出現(xiàn)的各種危險因素，及時獲取系統(tǒng)警報，最終達到安全管理要求。另外，當系統(tǒng)運輸出現(xiàn)故障，預(yù)制構(gòu)件處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，射頻系統(tǒng)會及時向控制中心傳遞信息，告知施工人員可能存在的危險。

2.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在施工材料存放中的應(yīng)用

由于施工材料的種類較多，存在存放、監(jiān)管困難等問題，只有合理應(yīng)用射頻技術(shù)快速采集數(shù)據(jù)，才能提高庫房管理質(zhì)量。例如，在確定材料存放地點時，需要及時完成數(shù)據(jù)收集，明確施工人員的具體任務(wù)，當信息收集與工作安排有差異時，系統(tǒng)會發(fā)出監(jiān)管警告，為施工人員制定監(jiān)管措施提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件吊裝中的應(yīng)用

在吊裝施工時，需要在機械設(shè)備上安裝讀寫器和監(jiān)控系統(tǒng)，及時掌握材料的位置信息和空間狀態(tài)，當出現(xiàn)危險因素時，設(shè)備需要發(fā)出報警信號，防止操作不當造成人員傷亡。在預(yù)制構(gòu)件上還需要安裝讀寫器，對整個吊裝過程進行監(jiān)管，明確設(shè)備吊裝距離，確定施工危險區(qū)域。另外，在使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時，可以明確施工人員之間的距離，判斷施工人員是否進入了危險區(qū)域。通過系統(tǒng)確定預(yù)制構(gòu)件高度和寬度，確定施工現(xiàn)場水平距離，保證射頻識別系統(tǒng)的功能，并創(chuàng)造穩(wěn)定的安全管理空間，逐步提高施工效率。

3 裝配式建筑安全管理中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的難點及對策

3.1 強化政府引導(dǎo)作用

我國建筑行業(yè)對裝配式建筑的法規(guī)還不夠明確，安全管理體系還很薄弱，需要完善的法律來支撐。為了解決上述問題，裝配式建筑必須以安全管理為核心，以市場為導(dǎo)向，逐步完善其管理體系和法律體系。政府需要為推廣裝配式建筑提供良好的空間，在試點城市完成可行性建設(shè)，帶動裝配式建筑的穩(wěn)步發(fā)展。地方政府需要對裝配式建筑進行扶持，建筑施工單位要明確安全管理實施方案，全面融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，充分發(fā)揮安全管理的作用。

3.2 積極發(fā)展建筑技術(shù)

在進行裝配式建筑施工安全管理工作時，由于符合市場發(fā)展需求的安全管理體系欠缺，施工技術(shù)與現(xiàn)實需求不匹配，導(dǎo)致施工安全問題和施工質(zhì)量問題。要合理地解決上述問題，就必須找到符合國情的建筑結(jié)構(gòu)體系，并對其進行系統(tǒng)分析，以滿足裝配式建筑的需求。裝配式建筑施工技術(shù)類型較多，需要了解不同的施工監(jiān)督體系，建立裝配式安全管理集成技術(shù)，確保裝配式安全管理技術(shù)向科學(xué)化、實用化方向發(fā)展。在運用信息系統(tǒng)的過程中，必須重視軟件系統(tǒng)與硬件設(shè)備的使用，只有融入現(xiàn)代技術(shù)才能滿足市場發(fā)展的需要，提高建筑行業(yè)在市場中的地位。

3.3 完善產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)

目前，我國在裝配式建筑行業(yè)缺乏產(chǎn)業(yè)配套系統(tǒng)，上下流產(chǎn)業(yè)鏈不完善，缺乏施工單位及相關(guān)設(shè)計，只有不斷提高建筑產(chǎn)品質(zhì)量，才能滿足市場需求。裝配式建筑需要全過程監(jiān)督，建設(shè)單位需要與監(jiān)管人員密切配合，構(gòu)建標準化施工流程，實現(xiàn)設(shè)備配置與生產(chǎn)，施工單位需要積極配合完成維護，實施全過程監(jiān)督和管理，整合人力資源和物力資源，完成產(chǎn)業(yè)合理連接，確保裝配式建筑施工效率不斷提高。

3.4 加強施工人員的安全管理意識

人力資源是建筑施工的重點，在裝配式建筑施工中，首先要明確安全施工理念，然后結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建人力資源監(jiān)督系統(tǒng)，防止施工人員違規(guī)操作。從目前的實際情況看，施工人員綜合素質(zhì)不高，對互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)督與操作意識不強，不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，而且制約著建筑業(yè)未來的發(fā)展。為了解決上述問題，建筑行業(yè)必須積極借鑒發(fā)達國家的生產(chǎn)理念，并結(jié)合我國實際情況，建立相應(yīng)的管理體系。管理部門也要重視細節(jié)，使各部門能夠按照標準要求履行各自的職責(zé)，完善人員培訓(xùn)制度和用人制度。監(jiān)管人員需要了解施工現(xiàn)場情況，進行人員調(diào)整，做好重要管理環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)工作，分析施工風(fēng)險因素并及時解決。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑行業(yè)作為社會經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的一部分，隨著裝配式建筑的出現(xiàn)，傳統(tǒng)建筑模式的種種弊端逐漸顯現(xiàn)出來。在裝配式建筑施工中，必須重視安全管理，合理地將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入施工、安全管理、人員管理等各個環(huán)節(jié)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對施工材料、施工現(xiàn)場進行監(jiān)管，保證施工穩(wěn)定進行，促進裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。